阅读说明：本技术 锯齿加工装置及其方法 (Saw tooth machining device and method ) 是由 王伟毅 汤晓丹 于 2019-09-23 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种锯齿加工装置及其方法,属于机械加工技术领域。它包括机箱,所述的机箱内设有能够分别沿着水平X轴方向和水平Y轴方向前后反复移动的第一横移板,所述的第一横移板上设有沿着竖直方向上下反复移动的卡板,所述的卡板上设有固定部件,所述的第一横移板上设有用于调整切割距离的刻度板,所述的第一横移板的一侧设有活动的磨轮。本发明优点在于该装置在切割手板锯时,磨轮能够改变角度且在切割过程中磨轮与手板锯可同时移动,从而使磨轮与锯齿齿面接触为磨轮面接触,在打磨过程中,防止磨轮外轮廓边缘打磨锯齿齿面产生跳动,造成锯齿齿面为不平整阶梯面,严重影响锯齿锋利度和使用寿命。(The invention provides a sawtooth machining device and a method thereof, and belongs to the technical field of machining. The cutting machine comprises a machine case, wherein a first transverse moving plate capable of repeatedly moving back and forth along the horizontal X-axis direction and the horizontal Y-axis direction is arranged in the machine case, a clamping plate capable of repeatedly moving up and down along the vertical direction is arranged on the first transverse moving plate, a fixing part is arranged on the clamping plate, a scale plate used for adjusting the cutting distance is arranged on the first transverse moving plate, and a movable grinding wheel is arranged on one side of the first transverse moving plate. The invention has the advantages that when the hand saw is cut, the angle of the grinding wheel can be changed, and the grinding wheel and the hand saw can move simultaneously in the cutting process, so that the grinding wheel is in contact with the tooth surface of the sawtooth, and the sawtooth tooth surface polished at the edge of the outer contour of the grinding wheel is prevented from jumping to cause the sawtooth tooth surface to be an uneven step surface in the polishing process, thereby seriously influencing the sharpness of the sawtooth and the service life.)

锯齿加工装置及其方法

技术领域

本发明属于机械加工技术领域，涉及一种锯齿加工装置及其方法。

背景技术

锯子为生活中常用工具，不同锯齿的设计将影响锯子的锋利度及使用寿命，现有锯齿为确保锯齿锋利度及使用寿命，设计为不同齿形，但现有锯子锯齿在加工过程中通常由磨齿设备按照预先设计锯齿形状进行打磨而成，磨齿设备进行磨齿主要通过砂轮进行打磨，现有打磨设备及方法在打磨锯齿刃口面时，通常有砂轮外轮廓边进行打磨，造成砂轮与锯齿齿面接触为非砂轮面接触，而为砂轮尖接触。在实际打磨过程中，砂轮外轮廓边缘打磨锯齿齿面会产生跳动，造成锯齿齿面为不平整阶梯面，严重影响锯齿锋利度和使用寿命。

例如，中国专利文献公开了一种磨齿机[专利申请号：[CN201420517778.5]，包括机架、磨头装置、磨头调节托板、电机、工件定位夹紧拖动机构和冷却装置，所述磨头调节托板置于所述机架的上端面上，所述磨头装置固定置于所述磨头调节托板的一侧，所述磨头调节托板带动所述磨头装置移动，所述电机置于所述机架的一侧，所述工件定位夹紧拖动机构置于所述磨头装置下端的机架内，所述电机与所述工件定位夹紧拖动机构通过皮带连接，所述工件定位夹紧拖动机构带动磨头调节托板移动，所述冷却装置置于所述工件定位夹紧拖动机构的下端本实用新型结构简单，成本低，但在打磨过程中，砂轮外轮廓边缘打磨锯齿齿面会产生跳动，造成锯齿齿面为不平整阶梯面，严重影响锯齿锋利度和使用寿命。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供一种锯齿加工装置。

本发明的另一目的是供一种锯齿加工的方法。

为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：

一种锯齿加工装置，包括机箱，所述的机箱内设有能够分别沿着水平X轴方向和水平Y轴方向前后反复移动的第一横移板，所述的第一横移板上设有沿着竖直方向上下反复移动的卡板，所述的卡板上设有固定部件，所述的第一横移板上设有用于调整切割距离的刻度板，所述的第一横移板的一侧设有活动的磨轮。

在上述的锯齿加工装置中，所述的固定部件包括若干个设置在卡板底部的限位轴，所述的限位轴能够沿着竖直方向上下反复移动，所述的限位轴底部设有卡块，所述的卡块与第一横移板之间具有空隙，且所述的卡块与第一横移板之间放置有手板锯。

在上述的锯齿加工装置中，所述的机箱内活动的设置有能够沿着水平X轴方向前后反复移动第二横移板，所述的第二横移板与第一横移板活动连接，且所述的第一横移板能够沿着第二横移板水平Y轴方向前后反复移动。

在锯齿加工装置中，所述的第一横移板上设有两根相互平行的刻度板，所述的刻度板与手板锯的两边平行，两根刻度板之间的水平距离与手板锯的长度相同，所述的手板锯能够延伸入两根刻度板之间且与两根刻度板相抵并活动连接。

在锯齿加工装置中，所述的机箱内活动的设置有能够沿着水平X轴方向前后反复移动第二横移板，所述的第二横移板与第一横移板活动连接，且所述的第一横移板能够沿着第二横移板水平Y轴方向前后反复移动，所述的第二横移板底部活动连接有两根固设在机箱内的导杆，所述的第二横移板的一侧设有固设在机箱内的第一驱动器，所述的第一驱动器的输出轴与第二横移板连接，所述的第二横移板上设有第二驱动器，所述的第二驱动器的输出轴端部与第一横移板连接。

在上述的锯齿加工装置中，所述的第一横移板上固设有沿着竖直方向放置的滑轴，所述的滑轴远离第一横移板的端部固设有与第一横移板平行的顶板，所述的顶板上设有第三驱动器，所述的第三驱动器的输出轴竖直朝下且与卡板固定，所述的卡板靠近滑轴的端部设有与滑轴活动连接的滑块。

一种锯齿加工的方法，以手板锯轴线为y轴，锯齿延长方向为x轴，z轴与锯面所在平面垂直，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：对手板锯进行第一齿面磨齿，对磨轮调整角度，根据制作要求，使磨轮与z轴所成角度至β₁，0°≦β₁<60°，磨轮沿第一方向移动，使磨轮与x轴所成角度至α，0°<α<30°，并使磨轮沿着该角度向手板锯移动并切割一定的距离，手板锯固定不动；

步骤二：磨轮沿第二方向移动，第二方向为与第一方向相反方向，且此时手板锯沿y轴移动；

步骤三：对手板锯进行第二齿面磨齿，根据制作要求，磨轮与z轴所成角度为β₂，0°≦β₂<60°，磨轮沿第三方向移动，第三方向磨轮与x轴所成角度为δ并向锯片移动并切割一定的距离，0°<δ<30°，手板锯固定不动；

步骤四：磨轮沿第四方向移动，第四方向为与第三方向相反方向，且此时手板锯沿y轴移动；

步骤五：对手板锯进行第三齿面磨齿，根据制作要求，磨轮沿第五方向移动，第五方向为磨轮与y轴角度为θ的方向，其中0°≦θ≦50°，此时手板锯固定；

步骤六：磨轮沿第六方向移动，第六方向为与第五方向相反方向，且此时手板锯沿y轴移动。

在上述的锯齿加工的方法中，所述的手板锯在y轴移动距离为两齿距偶数倍。

在上述的锯齿加工的方法中，所述的磨轮与z轴所成角度为β₁或β₂，且β₁与β₂的角度分别为0°和35°。

在上述的锯齿加工的方法中，磨轮对手板锯进行第一齿面磨齿时，磨轮沿着磨轮与x轴所成角度α向锯片移动，且α为15°，磨轮对手板锯进行第二齿面磨齿时，磨轮沿着磨轮与x轴所成角度δ向锯片移动，且δ为15°。

与现有的技术相比，本发明的优点在于：

1、该装置在切割手板锯时，磨轮能够改变角度且在切割过程中磨轮与手板锯可同时移动，从而使磨轮与锯齿齿面接触为磨轮面接触，在打磨过程中，防止磨轮外轮廓边缘打磨锯齿齿面产生跳动，造成锯齿齿面为不平整阶梯面，严重影响锯齿锋利度和使用寿命。

2、在同等材质下，锯齿在满足锋利度的条件下，锋利度使用寿命最长。

3、第三齿面采用砂轮面进行打磨，表面平整光滑，增强锯齿的锋利度和使用寿命。

附图说明

图1是机箱的示意图；

图2是机箱内的磨齿机构的结构示意图；

图3是卡板的另一个方向的示意图；

图4是手板锯xy面示意图；

图5是手板锯上的锯齿局部放大图。

图中，第一横移板10、卡板11、固定部件12、磨轮13、限位轴14、卡块15、橡胶垫块16、手板锯17、刻度板18、第一驱动器19、第二驱动器20、滑轴21、顶板22、第三驱动器23、机箱24、第二横移板25、导杆26、滑块27。

具体实施方式

实施例1

结合图1-3所示，一种锯齿加工装置，所述的机箱24内设有能够分别沿着水平X轴方向和水平Y轴方向前后反复移动的第一横移板10，所述的第一横移板10上设有沿着竖直方向上下反复移动的卡板11，所述的卡板11上设有固定部件12，所述的第一横移板10上设有用于调整切割距离的刻度板18，所述的第一横移板10的一侧设有磨轮13。

在磨齿工作之前，根据所需要的磨齿后齿形的长度要求，将手板锯17放置在第一横移板10上且向磨轮13一侧延伸出第一横移板10，根据齿形长度要求，移动手板锯17并对照刻度板18移动至对应的刻度上，卡板11沿着竖直方向向下移动靠近手板锯17并通过固定部件12将手板锯17固定在第一横移板10上，接着第一横移板10沿着水平Y轴方向靠近正在高速转动的磨轮13上使磨轮13切割手板锯17，并在切割完成之后第一横移板10沿着水平X轴方向使磨轮13与手板锯17下一个切割点的位置相对应。

整个切割工作都放置于机箱24内进行完成，高速切割飞溅出的金属屑撞击在机箱24内端面上，不会飞溅出机箱24外割伤工作人员或其他装置，当卡板11移动至靠近手板锯17最底端时，卡板11与手板锯17之间具有间隙，根据手板锯17的厚度调整固定部件12并使固定部件12固定手板锯17。

所述的固定部件12包括若干个设置在卡板11底部的限位轴14，所述的限位轴14能够沿着竖直方向上下反复移动，所述的限位轴14底部设有卡块15，所述的卡块15与第一横移板10之间具有空隙，且所述的卡块15与第一横移板10之间放置有手板锯17。

卡板11带着限位轴14沿着竖直方向向下移动靠近手板锯17至底端时，限位轴14继续沿着竖直方向向下移动，使限位轴14端部的卡块15与手板锯17端面相抵并挤压手板锯17，使手板锯17被固定在卡块15与第一横移板10之间。

可优选的，所述的限位轴14与卡板11螺接，所述的卡块15呈六角螺母状，且每个呈六角螺母状的卡块15形状大小相同。本领域的技术人员应当理解，限位轴14也可连接有气缸或油缸，通过气缸或油缸工作推动限位轴14带着卡块15向手板锯17移动，但在本实例中，可以根据制作要求变更手板锯17的厚度，而通过气缸或油缸工作推动限位轴14的距离是一定的，若手板锯17过厚，限位轴14会撞击在手板锯17上并导致手板锯17变形，若手板锯17过薄，手板锯17无法被固定住，因此，在本实例中，限位轴14与卡板11螺接，通过机械手图中未示出拧动呈六角螺母状的卡块15，使卡块15向下移动并挤压手板锯17。

可优选的，所述的限位轴14沿着卡板11等距离放置。由于手板锯17较长，在磨轮13切割过程中会产生较大的反作用力，等距离放置的限位轴14能够平均分摊并抵消反作用力，使手板锯17通过自身强度抵消较少的反作用力，若相邻的两个限位轴14间隔较远，该两个限位轴14之间的手板锯17部分在切割过程中会承受较大的反作用力，且在高速震动的情况下容易发生断裂。

可优选的，每个卡块15的底部设有具有弹性的橡胶垫块16，所述的橡胶垫块16呈碗状，且呈碗状的橡胶垫块16的碗口朝第一横移板10放置。由于卡块15与手板锯17都具有一定的硬度和刚性，在通过卡块15挤压并固定手板锯17的过程中，若限位轴14向下移动过长的距离，会使卡块15挤入手板锯17内造成手板锯17的损坏，因此在卡块15于手板锯17之间加有橡胶垫块16，橡胶垫块16具有弹性，在卡块15挤压手板锯17时具有缓冲作用，防止卡块15挤压损坏手板锯17，且橡胶垫块16呈倒碗状，被挤压在手板锯17上的橡胶垫块16挤出碗状端面内的空气，使橡胶垫块16内压强小于外接压强，使橡胶垫块16吸附在手板锯17端面上，能够更加稳定手板锯17的固定状态。

第一横移板10上设有两根相互平行的刻度板18，所述的刻度板18与手板锯17的两边平行。手板锯17被放置在两块刻度板18内，且手板锯17放置的方向角度与两块刻度板18相同，在核对刻度板18上的刻度时，手板锯17的两端都能与相近的刻度板18核对，提高精度的同时还能够防止手板锯17的两端未放置平齐导致手板锯17倾斜并在切割过程中齿形不相同。

可优选的，两根刻度板18之间的水平距离与手板锯17的长度相同，所述的手板锯17能够延伸入两根刻度板18之间且与两根刻度板18相抵并活动连接。两根刻度板18之间的距离与手板锯17的长度相同，在手板锯17滑入两根刻度板18之间，手板锯17的两侧端面分别与相近的刻度板18接触，防止手板锯17两端未齐平放置，降低制作成本，此外，根据齿形长度的制作要求，使手板锯17远离磨轮13的端部与刻度板18上对应的刻度数持平。

所述的机箱24内活动的设置有能够沿着水平X轴方向前后反复移动第二横移板25，所述的第二横移板25与第一横移板10活动连接，且所述的第一横移板10能够沿着第二横移板25水平Y轴方向前后反复移动，所述的第二横移板25底部活动连接有两根固设在机箱24内的导杆26，所述的第二横移板25的一侧设有固设在机箱24内的第一驱动器19，所述的第一驱动器19的输出轴与第二横移板25连接，所述的第二横移板25上设有第二驱动器20，所述的第二驱动器20的输出轴端部与第一横移板10连接。将手板锯17固定好之后，第二驱动器20工作驱动第一横移板10带着手板锯17靠近磨轮13和远离磨轮13，当靠近磨轮13时完成磨轮13对手板锯17的磨齿工作，当完成一个磨齿步骤后，第一驱动器19工作驱动第二横移板25沿着水平X轴向前移动并带着手板锯17移动至下一个切割点与磨轮13对应的位置，本领域的技术人员应当理解，由于手板锯17的齿形长度由固定部件12和刻度板18配合决定，第一横移板10每次只需要沿着水平Y轴方向移动相同的距离，而手板锯17上需要设置若干根齿形，因此需要第二横移板25沿着水平X轴方向移动若干次，且每次移动的距离相同，因此在本实例中，第一驱动器19可采用气缸或者油缸，第二驱动器20的输出轴与第二横移板25螺接。

所述的第一横移板10上固设有沿着竖直方向放置的滑轴21，所述的滑轴21远离第一横移板10的端部固设有与第一横移板10平行的顶板22，所述的顶板22上设有第三驱动器23，所述的第三驱动器23的输出轴竖直朝下且与卡板11固定，所述的卡板11靠近滑轴21的端部设有与滑轴21活动连接的滑块27。

本实施例的原理为：将手板锯17滑入两根刻度板18之间，根据齿形长度的制作要求，使手板锯17远离磨轮13的端部与刻度板18上对应的刻度数持平，第三驱动器23工作使卡板11沿着滑轴21竖直向下移动靠近手板锯17，机械手与呈六角螺母的卡块15形成卡接并转动卡块15，使限位轴14继续竖直向下移动靠近手板锯17，使橡胶垫块16与手板锯17接触，并通过卡块15的挤压使手板锯17被固定在卡块15与第一横移板10之间且使橡胶垫块16吸附在手板锯17上，手板锯17固定好之后，第二驱动器20工作驱动第一横移板10带着手板锯17靠近磨轮13和远离磨轮13，当靠近磨轮13时完成磨轮13对手板锯17的磨齿工作，当完成一个磨齿步骤后，第一驱动器19工作驱动第二横移板25沿着水平X轴向前移动并带着手板锯17移动至下一个切割点与磨轮13对应的位置。

实施例2

本实施例是在实施例1提供的锯齿加工装置的基础上实现的锯齿加工方法，如图1-5所示。

以手板锯17轴线为y轴，锯齿延长方向为x轴，z轴与锯面所在平面垂直，步骤过程如下：

步骤一：对手板锯17进行第一齿面磨齿，对磨轮13调整角度，根据制作要求，使磨轮13与z轴所成角度至β₁，0°≦β₁<60°，磨轮13沿第一方向移动，使磨轮13与x轴所成角度至α，0°<α<30°，并使磨轮13沿着该角度向手板锯17移动并切割一定的距离，手板锯17固定不动；

步骤二：磨轮13沿第二方向移动，第二方向为与第一方向相反方向，且此时手板锯17沿y轴移动；

步骤三：对手板锯17进行第二齿面磨齿，根据制作要求，磨轮13与z轴所成角度为β₂，0°≦β₂<60°，磨轮13沿第三方向移动，第三方向磨轮13与x轴所成角度为δ并向锯片移动并切割一定的距离，0°<δ<30°，手板锯17固定不动；

步骤四：磨轮13沿第四方向移动，第四方向为与第三方向相反方向，且此时手板锯17沿y轴移动；

步骤五：对手板锯17进行第三齿面磨齿，根据制作要求，磨轮13沿第五方向移动，第五方向为磨轮13与y轴角度为θ的方向，其中0°≦θ≦50°，此时手板锯17固定；

步骤六：磨轮13沿第六方向移动，第六方向为与第五方向相反方向，且此时手板锯17沿y轴移动。

其中，在切割过程中，手板锯17在y轴移动距离为两齿距偶数倍。

步骤一中磨轮13与z轴所成角度β₁为0°，步骤三中磨轮13与z轴所成角度β₂为35°。

磨轮13对手板锯17进行第一齿面磨齿时，磨轮13沿着磨轮13与x轴所成角度α向锯片移动，且α为15°，磨轮13对手板锯17进行第二齿面磨齿时，磨轮13沿着磨轮13与x轴所成角度δ向锯片移动，且δ为15°。

在对手板锯17进行第第一齿面磨齿、第二齿面磨齿和第三齿面磨齿过程中，磨轮13的速度为0.004～0.005m/s。

本实施例的具体实施方式：其中手板锯17所在轴线为y轴，手板锯17延长方向为x轴，z轴与锯面所在平面垂直，其中，第一齿面磨齿，磨轮13面与z轴所成角°为β₁，β₁角度值为0°或35°，磨轮13沿第一方向移动，磨轮13与x轴所成角度α且沿着该角度向锯片移动，α为15°，此时手板锯17固定，磨轮13沿第二方向移动，第二方向为与第一方向相反方向，手板锯17在y轴移动，移动距离为手板锯17两齿之间距离的偶数倍，磨轮13移动距离与手板锯17在y轴移动相对应，手板锯17在y轴移动为n倍齿距，手板锯17在y轴移动为n+2、n+4倍齿距，在锯子在第二齿面磨齿，磨轮13面与z轴所成角度为β₂，β₂为0°或35°，磨轮13沿第三方向移动，磨轮13与x轴所成角度δ且沿着该角度向手板锯17移动，δ为15°，第二齿面打磨与第一齿面打磨向对应，两者与平行x轴为轴线成镜像关系。磨轮13在第一齿面、第二齿面打磨，磨轮13移动速度为0.005m/s，在第三齿面磨齿中，磨轮13沿第五方向移动，第五方向为磨轮13与y轴角度为θ的方向，其中0°≦θ≦50°，此时手板锯17固定，接着，磨轮13沿第六方向移动，第六方向为与第五方向相反方向，且此时手板锯17沿y轴移动，磨轮13在第三齿面打磨的移动速度为0.0045m/s。

本实施例的有益效果为：该方法在切割手板锯时，磨轮能够改变角度且在切割过程中磨轮与手板锯可同时移动，从而使磨轮与锯齿齿面接触为磨轮面接触，在打磨过程中，防止磨轮外轮廓边缘打磨锯齿齿面产生跳动，造成锯齿齿面为不平整阶梯面，严重影响锯齿锋利度和使用寿命，且在同等材质下，锯齿在满足锋利度的条件下，锋利度使用寿命最长。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了第一横移板10、卡板11、固定部件12、磨轮13、限位轴14、卡块15、橡胶垫块16、手板锯17、刻度板18、第一驱动器19、第二驱动器20、滑轴21、顶板22、第三驱动器23、机箱24、第二横移板25、导杆26、滑块27等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质，把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。